DENEY 25 HARMONİK DİSTORSİYON VE FOURIER ANALİZİ Amaçlar :

Benzer belgeler
DENEY 6 BİPOLAR KUVVETLENDİRİCİ KÜÇÜK İŞARET

DENEY 5 TRANSİSTOR KUTUPLAMA KARARLILIK ve DC DUYARLILIk

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ - 2 DENEYİ

DENEY 2 DİYOT DEVRELERİ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ - 2 DENEYİ

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

BC237, BC338 transistör, 220Ω, 330Ω, 4.7KΩ 10KΩ, 100KΩ dirençler ve bağlantı kabloları Multimetre, DC güç kaynağı

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

Bu deneyde lab cihazlarının kullanımı için 4 uygulama yapılacaktır.

Üç-faz Tam Dalga (Köprü) Doğrultucu

Deney 3 5 Üç-Fazlı Tam Dalga Tam-Kontrollü Doğrultucu

DENEY NO: 7 İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ VE UYGULAMALARI. Malzeme ve Cihaz Listesi:

Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

Ölçü Aletlerinin Tanıtılması

DENEY 7 DALGALI GERİLİM ÖLÇÜMLERİ - OSİLOSKOP

Öğrenci No Ad ve Soyad İmza DENEY 3. Tümleşik Devre Ortak Source Yükselteci

DENEY 5: İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER ve UYGULAMA DEVRELERİ

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

OHM KANUNU DENEY 1 OHM KANUNU 1.1. DENEYİN AMACI

Şekil 1. Geri beslemeli yükselteçlerin genel yapısı

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ ORTAK EMETÖRLÜ YÜKSELTEÇ DENEYİ

DENEY 8. OPAMP UYGULAMALARI-II: Toplayıcı, Fark Alıcı, Türev Alıcı, İntegral Alıcı Devreler

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

DENEY 3: DTMF İŞARETLERİN ÜRETİLMESİ VE ALGILANMASI

Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri

6. DENEY Alternatif Akım Kaynağı ve Osiloskop Cihazlarının Kullanımı

ELEKTRİK TESİSLERİNDE HARMONİKLERİN PASİF FİLTRE KULLANILARAK AZALTILMASI VE SİMÜLASYONU. Sabir RÜSTEMLİ

DENEY 5: RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ

5. Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülebilen Değerleri

Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuvarı I İŞLEMSEL YÜKSELTECİN TEMEL ÖZELLİKLERİ VE UYGULAMALARI

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

DENEY FÖYÜ 4: Alternatif Akım ve Osiloskop

MOSFET Karakteristiği

DENEY 8: ORTAK EMİTERLİ YÜKSELTEÇ Deneyin Amacı

Elektronik Laboratuvarı

EEM 202 DENEY 9 Ad&Soyad: No: RC DEVRELERİ-II DEĞİŞKEN BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ (FİLTRELER)

DENEY 1 DİYOT KARAKTERİSTİKLERİ

DENEY 3. Maksimum Güç Transferi

Fatih Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü EEM 316 Haberleşme I LAB SINAVI DARBE GENLİK MODÜLASYONU (PWM)

DC DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER

DİYOTLU DEVRELER. 1. Kırpma devresi: Giriş işaretinin bazı kısımlarını kırpar ve kırpılmış sinyali çıkış işareti olarak kulanır.

6. TRANSİSTÖRÜN İNCELENMESİ

Bölüm 12 İşlemsel Yükselteç Uygulamaları

TRANSİSTÖRLÜ YÜKSELTEÇLERDE GERİBESLEME

AC DEVRELERDE BOBİNLER

DENEY 5: ALTERNATİF AKIMDA FAZ FARKI (R, L VE C İÇİN)

RF MİKROELEKTRONİK GÜRÜLTÜ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ 1 DENEYİ. Amaç:

Şekil 1. n kanallı bir FET in Geçiş ve Çıkış Özeğrileri

Şekil 1 de ortak emiterli bir devre görülmektedir. Devredeki R C, BJT nin doğru akım yük direnci olarak adlandırılır. Çıkış devresi için,

Tek kararlı(monostable) multivibratör devresi

BÖLÜM X OSİLATÖRLER. e b Yükselteç. Be o Geri Besleme. Şekil 10.1 Yükselteçlerde geri besleme

8. FET İN İNCELENMESİ

Şekil 7.1. (a) Sinüs dalga giriş sinyali, (b) yarım dalga doğrultmaç çıkışı, (c) tam dalga doğrultmaç çıkışı

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

ÖLÇME VE DEVRE LABORATUVARI DENEY: 9. --İşlemsel Yükselteçler

KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ

Güç elektroniği elektrik mühendisliğinde enerji ve elektronik bilim dalları arasında bir bilim dalıdır.

DENEY NO:2 BJT Yükselticinin Darbe Cevabı lineer kuvvetlendirme Yükselme Süresi Gecikme Çınlama Darbe üst eğilmesi

ELEKTRONİK DEVRE ELEMANLARI

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT UYGULAMALARI DENEYİ

Bu deneyde alan etkili transistörlerin DC ve AC akım-gerilim karakteristikleri incelenecektir.

ELM 232 Elektronik I Deney 3 BJT Kutuplanması ve Küçük İşaret Analizi

Statik güç eviricilerinin temel görevi, bir DA güç kaynağı kullanarak çıkışta AA dalga şekli üretmektir.

Deneyle İlgili Ön Bilgi:

EET-202 DEVRE ANALİZİ-II DENEY FÖYÜ OSİLOSKOP İLE PERİYOT, FREKANS VE GERİLİM ÖLÇME

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

DENEY: 1.1 EVİREN YÜKSELTECİN DC DA ÇALIŞMASININ İNCELENMESİ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ

DENEY 5- TEMEL İŞLEMSEL YÜKSELTEÇ (OP-AMP) DEVRELERİ

ELM202 ELEKTRONİK-II DERSİ LABORATUAR FÖYÜ

ANALOG DEVRE TASARIMI VE SİMÜLASYONU

Deney 2: FARK YÜKSELTEÇ

Bölüm 4 Ardışıl Lojik Devre Deneyleri

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

kdeney NO:1 OSİLASKOP VE MULTİMETRE İLE ÖLÇME 1) Osiloskop ile Periyot, Frekans ve Gerlim Ölçme

DENEY 1: DĠRENÇLERĠN SERĠ/PARALEL/KARIġIK BAĞLANMASI VE AKIM, GERĠLĠM ÖLÇÜLMESĠ

DY-45 OSĐLOSKOP KĐTĐ. Kullanma Kılavuzu

DENEY 2 SABİT İVME İLE DÜZGÜN DOĞRUSAL HAREKET VE DÜZLEMDE HAREKET

ELE 201L DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI

Toplam İkinci harmonik. Temel Üçüncü harmonik. Şekil 1. Temel, ikinci ve üçüncü harmoniğin toplamı

DENEY 4. Rezonans Devreleri

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ DİYOT UYGULAMALARI DENEYİ

ALTERNATİF AKIMIN TANIMI

DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ NOT

4. 8 adet breadboard kablosu, 6 adet timsah kablo

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1 OPAMP DEVRELERİ-2

DY-45 OSİLOSKOP V2.0 KİTİ

GEBZE TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

EVK Enerji Verimliliği, Kalitesi Sempozyumu ve Sergisi Haziran 2015, Sakarya

DENEY 10: SERİ RLC DEVRESİNİN ANALİZİ VE REZONANS

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

DENEY 9- DOĞRU AKIM DA RC DEVRE ANALİZİ

Şekil 3-1 Ses ve PWM işaretleri arasındaki ilişki

ĠġLEMSEL KUVVETLENDĠRĠCĠLERĠN DOĞRUSAL UYGULAMALARI. NOT: Devre elemanlarınızın yanma ihtimallerine karşın yedeklerini de temin ediniz.

1.1. Deneyin Amacı Temel yarı iletken elemanlardan, diyot ve zener diyotun tanımlanması, test edilmesi ve bazı karakteristiklerinin incelenmesi.

DENEY 1:JFET TRANSİSTÖR VE KARAKTERİSTİKLERİ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ÖLÇME VE DEVRE LABORATUVARI DENEY 2

Transkript:

DENEY 5 HARMONİK DİSTORSİYON VE FOURIER ANALİZİ Amaçlar : Doğrusal olmayan (nonlineer) devre elemanlarının nasıl harmonik distorsiyonlara yol açtığını göstermek. Bir yükselteç devresinde toplam harmoniklerin belirlenmesi. Ön bilgi : Daha önceden gördüğümüz üzere, transistorlar esaslı nonlineer bir alettir çünkü iletim geçirgenliği eğrileri (Şekil 1) düz bir çizgi şeklinde değildir. Yükselteç olarak kullanıldığında, bu nonlineer bir gürültü oluşturur(şekil ). Genel olarak lineer olmayan gürültü istenmez ve bu bölümde nonlineer gürültüyü azaltmanın yollarını arayacağız. Bununla beraber 33. bölümde harmonik gürültünün sadece yararlı olduğunu değil çok önemli olduğunu da göreceğiz. Zaman eksenindeki gürültü belirgin olduğu halde bir çok nedenle frekans ekseninde gözlemlemek daha uygun ve öğreticidir. Zaman ekseninden frekans eksenine çevirme işlemi Fourier analizi olarak bilinir. Bu bölümde biz bu analizi gerçekleştireceğiz. Sürekli sinyaller için, aşağıda gösterilen sürekli fourier dönüşümünü (CFT,continuous Fourier transform) kullanacağız. Frekanstan zaman eksenine + Zamandan frekans eksenine j A t = A f e πft j πft ( ) ( ) df A( f ) = A( e dt + Şekil 1

Şekil Dalga şekli dijital bir bilgisayarda örneklendiğinde veya analiz edildiğinde farklı fourier dönüşümünü (DFT) benimsemek zorundayız: A( = N 1 A( f ) e f = 0 iπft / N A( f ) = 1 N N 1 A( e t= 0 iπft / N Eğer zaman eksenindeki dalga şekli kendini tekrarlıyorsa (tekrarlamalı) büyük bir basitleştirme yapılır: Fourier frekans komponentleri harmoniksel bağıntılıdır. Yani farklı fourier dönüşümünü (DFT) büyük bir zaman tasarrufu sağlayacak olan hızlı fourier dönüşümü (FFT) ile gerçekleştirilebilir. Bütün dalga şekillerinin tekrarlamalı olarak kabul edildiğinden PSpice aşağıdaki iki çeşit fourier analizlerinin yapılmasını önerir. DFT belirtilen gerilim veya akımın son saykılında PSpice tarafından çıkış dosyasında harmonikler detaylı bir tablo haline getirilerek gerçekleştirilir. FFT Probe tarafından herhangi bir transient ifadesinde ve grafik olarak gösterildiğinde gerçekleştirilir. İşlem Basamakları : 1. Şekil 3 deki devreyi PSpice ile çizin. Farklı Fourier Dönüşümü (DFT) NOT : DFT sonuçları çıkış dosyasına (output file) gönderilir, Probe da grafik olarak gözükmez.. Transient diyalogunu açın ve Şekil 4 de gösterildiği gibi doldurun. (10kHz lik sinyalin 4 saykılını görebilmek için salınım 0 ile 0.4ms aralığında olacak.) Fourier Analiz bölümü sisteme, 10kHz lik merkez frekansını (giriş frekansı)

kullanarak Vout ta bir DFT uygulandığını ve çıkış dosyasında 4 harmonik üretmesini söyler. Yüksek kazançlı, fakat belirgin bir nonlineer gürültü var Şekil 3 : Bipolar yükselteç devresi 5. harmonikten yukarısının önemsiz derecede enerji taşıdığını kabul edeceğiz. Şekil 4 : Transient diyalog bölümü 3. PSpice ı çalıştırın ve çıkış dosyasını oluşturun (Analysis, Examine Outpu, ve Tablo da ki gösterilen Fourier bilgilerini gözlemleyin. (Probe penceresini daha sonra kullanmak üzere açık bırakın.)

Her komponentin normal halini elde edebilmek için Fourier komponenti 3.8 ile bölünmelidir. Fazların normal halini elde edebilmek için 0 178. ekleyin. Tablo : Her bir frekans, genlik ve fazın detayı 4. Tablo 1 deki sonuçları baz alarak, harmonik bileşenlerinin hangisi kayda değer enerji taşır (toplamın %1 inden büyük )? 1 3 4 5. Tabloda gösterilen toplam harmonik gürültüsü, harmonik bileşenlerinin karesinin toplamının karekökü alınarak ve sonuçların temel bileşenin yüzdesi olarak ifade edilmesiyle hesaplanır. Aşağıdaki eşitlik tablodaki değerler ile kurulmuştur. Hesap makinanız yardımıyla Pspice ile belirlenen değeri doğrulayın (%18.6). (0.6956 + 0.0556 3.8 + 0.0048 ) 100 = Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) : NOT : FFT nin sonucu yalnızca Probe grafiği olarak gözükür ve çıkış dosyasına gönderilmez. 6. sabit olarak belirlemiş (zaman ekseni time domain) Probe grafiğini görüntüleyin. V(Vou 7. frekans eksenine çevirmek için pencerede görünen sekmelerden FFT ( ) sekmesini tıklayın ve Şekil 5 deki dalga şeklini gözlemleyin. 8. grafiğe bakarak, yaklaşık kaç tane harmonk görülebiliyor (DC bileşenler dahil)? Kaç tanesi kayda değer enerji taşıyor? Görülebilen harmoniklerin sayısı= Kayda değer enerji taşıyanların sayısı=

9. FFT ile üretilen Şekil % deki grafik genel olarak DFT tarafından üretilen Tablo değerleri ile aynı sonucu mu veriyor? (İpucu : DC ve harmonik bileşenlerinin geniğini ölçün ve tablo ile karşılaştırın. DFT DC bileşenindeki eksi işaretini önemsemeyin.) Evet Hayır PSpice negatif DC bileşenleri pozitif olarak gösterir. Aslında ikinciden sonraki bütün bileşenler değersizdir. Şekil 5 : Çıkış geriliminin Fourier gösterimi 10. isterseniz FFT yi elde ettiğiniz herhangi bir akım veya gerilim için de uygulayın. 11. 5Ω boğucu direnci Şekil 3 deki yükselteç devresine ekleyin ve Vin değerini 100mV a çıkarın. a. DFT yöntemini kullanarak, toplam harmonik gürültüsü (THD total harmonic distortion) nedir ve boğucu direnç (Rs)öncesi durumdan hangi yüzdelikte azaltılmıştır? THD (Rs siz)= THD (Rs ile )= Azalma yüzdesi= b. FFT yöntemiyle, çıkışın Fourier bileşenlerini görüntüleyin ve Rs siz durum ile karşılaştırın. Bütün harmonikler (ilki hariç) genlik yönünden büyük ölçüde azaltılmış mı? Evet Hayır